贵州省六枝特区平桥矿床的矿层层位对比方法及其工程意义
2022-10-20骆红星
骆红星
(贵州省地矿局一0二地质大队,贵州 遵义 563003)
研究区位于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷区的威宁北西向构造变形区内,以集中分布的北西向褶皱和压性断层占主导地位。平桥矿位于六枝县城西南方,距六枝县城约33 km,距郎岱镇8km,行政区划隶属六枝特区郎岱镇管辖。地理坐标极值为:东经105°16′37″~105°17′55″,北纬26°05′12″~26°06′35″。井田长2500m,宽1100m,井田面积2.9285km2;北至老营盘,西至小嘛窝,东至树竹林以东一山头。井田有乡镇公路连通,距水黄高速公路6km,据贵昆铁路约为20km,交通较为方便。
平桥矿属于多矿层的复杂地区,受沉积环境和构造影响,导致各矿层厚度变化较大,矿层对比难度大。对比方法的选择直接影响整个矿区构造形态的推断与解释,还直接影响到矿产资源量估算结果及可靠性。因此,在对比过程中要多因素综合考虑,做到去粗取精、去伪存真,合理的选择对比方法,才能得出正确的对比结论。
1 含矿地层及可采矿层特征
1.1 含矿地层特征
平桥矿含矿地层为二叠系上统龙潭组。龙潭组地层厚330.37m~402.37m,平均365.27m,含矿层及矿线26-40层,平均34层,矿层总厚14.53m~18.31m,平均16.36m,含矿率4.00%~4.92%,平均4.8%;可采矿层8层(即M2、M3、M7、M16、M17、M18、M19、M20),可采矿层总厚10.10m~13.73m,平均11.87m。
1.2 可采矿层特征
(1)M2:黑色块状,碎粒状,油脂光泽,易碎,上部内生裂隙发育并充填方解石细脉。见结核状黄铁矿。位于地层上部,上距飞仙关组98.50m~113.20m,平均102.55m,厚度沿走向、倾向均较稳定,矿层全层厚度为0.86m~3.59m,平均2.01m;矿层采用厚度在0.86m~2.89m之间,平均1.75m。含0~2层夹矸,厚度为0.06m~0.35m,平均厚0.21m,结构较简单。顶板为泥岩,底板为砂质泥岩。全区可采,矿层稳定程度属较稳定类型。
(2)M3:黑色粉状、碎粒状矿,宏观矿岩类型为半亮型矿,易碎,油脂光泽,镜面光泽。上距M2矿层15.80m~34.12m,平均25.33m。矿层全层厚度为0.20m~5.36m,平均1.63m,采用厚度变化在0.20m~4.97m,平均1.55m。含0~2层夹矸,厚度为0.02m~0.44m,平均厚0.19m,结构较简单。顶板为炭质泥岩、细砂岩,底板为泥岩。大部分可采,矿层稳定程度属较稳定类型。
(3)M7:黑色块状矿。半暗~半亮型为主。半金属光泽,见星散状黄铁矿。上距M3矿层33.21m~52.24m,平均42.28m。全矿层厚度为0.50m~5.45m,平均2.28m,采用厚度变化在0.50m~2.63m,平均1.30m。含0~6层夹矸,厚度为0.08m~0.75m,平均厚0.25m,结构较简单。顶板为细砂岩,底板为细砂岩。全区可采,矿层稳定程度属较稳定类型。
(4)M16:黑色半亮型,油脂光泽。上距M7矿层90.38m~143.28m,平均127.00m。全矿层厚度为0.00~4.60m,平均1.26m,采用厚度变化在0.00~2.51m,平均厚度0.91m。含0~3层夹矸,厚度为0.13m~0.60m,平均厚0.34m,结构较简单。
(5)M17:黑色粉状,半金属光泽。上距M16矿层16.12m~24.69m,平均20.35m。全矿层厚度为0.53m~1.61m,平均0.92m,采用厚度变化在0.50m~1.54m,平均厚度0.69m。含0~1层夹矸,厚度为0.05m~0.15m,平均厚0.09m,结构简单。顶板为粉砂岩,底板为炭质泥岩、粉砂岩。全区可采,属较稳定类型矿层。
(6)M18:黑色粉状,油脂光泽,内生裂隙发育,易碎。上距M17矿层13.15m~39.55m,平均24.31m。全矿层厚度为0.50m~5.10m,平均2.21m,采用厚度变化在0.50m~5.10m,平均厚度2.06m。含0~2层夹矸,厚度为0.06m~0.57m,平均厚0.22m,结构简单。顶板为粉砂岩,底板为炭质泥岩、粉砂岩。全区可采,属较稳定类型见。
(7)M19:黑色粉状。半金属光泽。上距M18矿层5.53m~16.95m,平均12.03m。全矿层厚度为0.05m~4.98m,平均2.29m,采用厚度变化在0.05m~4.98m,平均厚度1.83m。含0~4层夹矸,厚度为0.06m~0.43m,平均厚0.21m,结构较简单。顶板为泥岩,底板为炭质泥岩。井田中除ZK2001钻孔揭露见矿点不可采外,大部分可采,矿层稳定程度属较稳定类型。
(8)M20:黑色粉状,油脂光泽。上距M19矿层7.38m~12.57m,平均10.70m。全矿层厚度为0.30m~4.65m,平均1.52m,采用厚度变化在0.30m~1.25m,平均0.68m。含0~2层夹矸,厚度为0.06m~0.33m,平均厚0.22m,结构简单。顶板为泥岩,底板为砂质泥岩。大部分可采,可采区除井田北东部ZK1001及ZK2钻孔揭露见矿点及ZK39钻孔揭露见矿点不可采外,大部分可采,矿层稳定程度属较稳定类型。
2 矿层对比方法
矿层对比是矿床地质勘探阶段一项重要的基础地质工作,同时矿层对比又是一项较为复杂的工作,有时采用一种对比方法难以准确地确定矿层层位,需要多种方法共同使用。本文主要根据矿床沉积环境及岩性组合特征,各矿层的赋存状态及矿床自身的特点,采用“标志层对比法”、“矿层层位及层间距对比法”、“矿层结构及其顶底板岩性组合特征对比法”、“测井曲线特征对比法”等多种方法进行矿层综合对比。
2.1 标志层对比
平桥矿地层龙潭组有B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B9共8个标志层。虽然部分标志层局部岩性发生相变,标志层间或与矿层间距发生增厚或变薄,但辅以古生物化石、及岩性组合特征可准确确定各标志层。
(1)B1标志层:位于T1y1地层内的一薄层石灰岩和P3l内的一薄层石灰岩与所夹的一层泥岩组成,泥岩两侧的石灰岩测井曲线特征为高视电阻率、低自然伽玛,而泥岩的测井曲线特征为低视电阻率、高自然伽玛,整体形成视电阻率U型和自然伽玛n型反映,伽玛-伽玛曲线无明显反映,曲线特征异常明显,见图1。
图1 WB1、WB2测井特征示意图
(2)B2标志层:(WB2)为深灰色中厚层状细晶灰岩,夹泥岩或粉砂质泥岩或质泥粉砂岩,灰岩中偶见方解石细脉,产较多动物化石碎屑及腕足类化石。石灰岩测井特征为视电阻率曲线由高逐渐过度到低而后突然升高、而自然伽玛反应刚好相反曲线由低逐渐过度到高而后突然降低,伽玛-伽玛曲线无明显反映,曲线特征异常明显,见图1。
(3)B3标志层:(WB3)为深灰色中厚层状细晶灰岩,偶夹薄层泥岩,石灰岩测井特征为视电阻度呈M型曲线反映、自然伽玛呈W型曲线反映,自然伽玛低部中间有一单峰正异常反映、伽玛-伽玛曲线无明显反映。
(4)B4标志层:深灰色中厚层状细晶灰岩,节理发育,充填泥质,方解石呈脉状、网状发育,产生物碎屑化石,石灰岩测井特征为视电阻度呈M型曲线反映、自然伽玛呈W型曲线反映,自然伽玛低部中间有一单峰正异常反映、伽玛-伽玛曲线无明显反映。
(5)B5标志层:位于M7与M15矿层之间,为深灰色中厚层状含生物碎屑化石灰岩,含泥质,节理发育,见方解石细脉,生物碎屑化石呈似层状排列,顶部含泥质,测井特征为高视电阻度、低自然伽玛、低伽玛-伽玛。
(6)B6标志层:位于M15矿层之上,为M15矿层直接或间接顶板,为深灰色中厚层状细晶灰岩,具缝合线构造,含泥质,方解石呈脉状发育,见结核状黄铁矿,下部产生物碎屑化石。测井特征为高视电阻度、低自然伽玛、低伽玛-伽玛。
(7)B7标志层:位于M18矿层之上,为M18矿层直接或间接顶板,为灰色薄层石灰岩,层间细晶质方解石脉穿插,含动物化石,底部与矿层接触处含一薄层黄铁矿细晶。测井特征为视电阻度呈M型曲线反映、自然伽玛呈W型曲线反映,自然伽玛低部中间有一单峰正异常反映、伽玛-伽玛曲线无明显反映。
(8)B9标志层:位于M29矿层之下,石灰岩浅灰色顶板富含泥岩及黑色炭质泥岩线纹中下部含黑色燧石结核岩性坚硬,测井特征为视电阻度曲线呈多峰高阻正异常反映、自然伽玛呈多峰负异常反映、伽玛-伽玛无明显反映,测井曲线特征相对简明,界线上、下异常特征非常明显。
2.2 矿层层位及层间距对比
利用矿层之间、矿层与含矿岩系的顶底界的层间关系进行分析对比,确定矿层的相对位置,见表1。
表1 可采矿层间距统计表
表2 本次施工钻孔可采矿层层间距统计表
2.3 测井曲线对比
根据矿层的物性特征和曲线形态的组合规律,基本可以确定不同矿层的特征。各主要矿层的物性组合特征分述如下:
(1)M2:矿层具有低自然伽玛、低密度、较高电阻率的物性特征。在M2矿层的上部常发育一层具有较高放射性异常的泥岩或炭质泥岩,它是判定M2矿层层位的物性标志。测井曲线形态组合特征稳定,测井曲线反映明显,定性定厚可靠。
(2)M3:矿层具有高自然伽玛、低密度、较高电阻率的物性特征,含0~2层夹矸,当夹矸厚度大于最低可采厚度时出现分层现象。矿层物性特征明显,容易识别。
(3)M7:矿层具有高自然伽玛、低密度、中高电阻率的物性特征,含1~3层夹矸。在7矿层的上部常发育较高放射性异常的物性特征,容易识别。
(4)M16:矿层具有低自然伽玛、低密度、中高电阻率的物性特征,含1~2层夹矸。矿层的底部围岩及夹矸中发育一层具有较高放射性异常的泥岩或炭质泥岩,特征明显,容易识别。
(5)M17:矿层具有低自然伽玛、低密度、中低电阻率的物性特征,一般不含夹矸,物性特征明显,容易识别,见图2。
图2 M16矿层至M20矿层物探对比图
(6)M18:矿层具有低自然伽玛、低密度、中低电阻率的物性特征,一般无夹矸。矿层的顶部围岩及矿层中具有较高放射性异常,特征明显,见图2。
(7)M19:矿层具有低自然伽玛、低密度、高电阻率的物性特征,一般无夹矸。矿层的底部围岩中具有较高放射性异常,特征明显,见图2。
(8)M20:矿层具有低自然伽玛、低密度、中低电阻率的物性特征,一般无夹矸。矿层的顶部围岩中具有较高放射性异常,特征明显,见图2。
3 结语
通过对平桥矿地质资料的综合分析,采用“标志层对比法”、“矿层层位及层间距对比法”、“矿层结构及其顶底板岩性组合特征对比法”、“测井曲线特征对比法”等多种方法。对比过程中,用各种方法互相验证和补充,完成了平桥矿可采矿层的层位对比问题,为矿产资源量估算及后期矿井设计提供了可靠的地质依据。